你还记得大学里学过的高等数学和物理公式吗？你现在能背多少专业课知识点？回想起来，以往我们在大学里所学的知识，都是死记硬背，可以说毕业后能够真正理解和应用的知识少之又少。在科技革命浪潮的今天，教育这个传统的“慢产业”也在发生着翻天覆地的变化。知识正以更直观、更生动、更优质、更有效的方式传授给学生。厚厚的书本上枯燥的内容，也逐渐从纸质演变为多媒体，从二维PPT投影到3D视觉呈现和操作。近年来，在世界一流大学掀起了“虚拟仿真实验室”的新风潮。通过信息技术与学科特点的结合，创造了具有科技感的多学科虚拟仿真实验，丰富了教学模式。极大地促进了教学资源的共享和教育信息的数字化。什么是虚拟仿真实验室？实验教学是教育教学过程的重要组成部分。它可以帮助学生提高实践能力，加深对知识的理解，尤其是对于STEM学科。随着教育信息化的快速发展，传统的实验室和实验方法已经不能满足当前的教学需求。虚拟仿真实验室的出现正在改变教师的教学方式。那么，什么是虚拟仿真实验室？简单地说，虚拟仿真实验室是一种基于Web、VR虚拟现实等前沿技术的开放式网络化虚拟实验教学系统。数字化和虚拟化。在这个实验室里，学生不仅可以在虚拟试验台上操作，还可以自主设计实验，教师可以利用虚拟设备库中的设备自由搭建任何合理的实验案例。虚拟仿真实验室除了实验环境设计的灵活性外，还具有良好的在线帮助和学习功能，同时可以拓展远程教育的领域，使实验无需借助网络即可借助实验设备进行。时空限制，与其他实验者共享资源，实现合作实验、引导实验、远程实验等，提高学习和科研效率，为实验教学提供有力支持。总体而言，虚拟仿真实验教学具有以下显着优势：一是成本低廉，教学质量有保障。在实验教学中，实验所需的实验设备和材料因价格受限无法普及，部分实验因时间较长而无法开展。但是，在虚拟实验教学过程中，设备和时间都不是问题。学生可以充分体验虚拟仿真实验，享受探索和创造的乐趣。二是互动性强，提高学习主动性和效率。在老师的讲解过程中，学生边听边看，还可以跟着操作，互动性强，体验感好。在实验过程中，学生可以看到近乎真实的实验结果，加深对知识的理解。学生还可以自主DIY实验，大胆探索，享受探索和创造的乐趣。三是提供实训机会，让学生在入行前了解真实的产业运作，如制造业运作、金融业运作等，为进入职场、入行做更好的准备将来。还具有安全性高、更新方便等优点。现实生活中，有些实验具有危险性和破坏性，在传统实验室中可能无法尝试，但通过虚拟仿真实验教学，可以安全操作和实践。此外，实验室可以通过软件更新升级其内容，取代重复购买硬件设备。与传统实验室相比，更新周期更短，更新成本更低。而且可以详细记录每个学生的情况，有利于教师的教学和研究。工作的发展。一流高校虚拟仿真实验室探索目前，虚拟仿真实验室建设技术已经非常成熟，虚拟仿真实验室在教学中的应用所带来的帮助已经得到国内外的广泛认可。在美国，斯坦福大学、加州大学伯克利分校等多所顶尖大学均已部署虚拟仿真实验室教学并逐步推广。从电气、机械、临床医学等需要较强动手能力的专业，到供应链管理、金融投资、计算机编程等需要更多实践训练的专业，现在都可以找到虚拟仿真实验室。虚拟仿真实验室教学在教育过程中发挥着其独特的作用。斯坦福大学商学院：更实用的金融投资虚拟实验平台金融投资虚拟仿真实验室是为学生学习证券、期货、外汇等金融市场知识的场景化实训实验室。斯坦福大学商学院的金融投资虚拟仿真实验室为学生提供了广泛的投资银行、基金管理和对冲基金相关培训的行业标准应用程序。学生将使用结合案例研究和实践练习的虚拟培训计划，帮助他们通过实践经验掌握财务、会计和投资管理。斯坦福大学金融投资虚拟仿真实验室空间布局。实验室配备了24台最先进的工作站模拟交易大厅，在交易大厅后台模拟CNBC的现场直播，让学员在交易的实际操作中有更多的体验。身临其境的感觉。在这个培训平台上，无论学员是想买卖或持有股票，再平衡ETF投资组合，还是进行行业分析，平台提供的数据分析包括FactSet、RIT闭市交易平台、Portfolio123投资回报测试等众多信息分析工具工具、BloombergNews、Think-cell智库文件等，供学员在培训期间随时使用。根据斯坦福大学的说法，实验室课程让学生有机会边做边学，创造更有意义的学习体验。学生能够将课堂理论与真实和模拟的市场数据相结合，以模拟现实世界的情况。同时，学生可以更形象、更灵活地掌握如何使用RIT、Portfolio123等软件，培养学生获取、判断和运用复杂信息的能力，使学生毕业后能够快速适应实际工作环境。密歇根州立大学：供应链管理的虚拟实验密歇根州立大学商学院YemisiBolumole教授早在2015年就在她的物流与运输管理课程中使用VDI（虚拟桌面系统）进行教学。在这个虚拟系统中，学生可以访问随时通过笔记本电脑、平板电脑或智能手机访问“实验室”。在这个“实验室”中，学生不仅可以操作实际的物流管理软件，还可以与同学、老师实时交流互动。经过几年的实践，得到了学生的广泛好评，纷纷表示这才是真正有用的学习方法。事实上，在供应链管理过程中，由于链条太长，很多知识都比较抽象，很难在实践中进行操作培训。然而，在虚拟实验教学课程中，学生可以使用LogicToolsLogicNet（供应链网络优化软件工具），从产品包装，到设计杂货店布局，以及后续的物流运输，在这个平台上，学生可以设计自己的考虑良好的管理流程。设计完成后，学生还可以在实验平台上进行虚拟购物，进一步了解从供应链设计师到消费者的每一步流程对最终购物的影响，多角度参与体验管理过程和结果，加深了对供应链管理知识的理解，并训练了供应链管理工具的熟练操作。在空间设计方面，密歇根州立大学课堂委员会也采用了创新的课堂设计，并将其命名为“RoomsforEngagedAndActiveLearning(REAL)”。REAL空间设有一个教师工作站，周围环绕着四台平板显示器，每张桌子上都有双平板显示器，通过这个引导式互动空间促进协作、动手、计算机参与的学习环境，并讨论环境。加州大学伯克利分校：用于教学和评估信息物理系统的虚拟平台近日，加州大学伯克利分校的研究人员宣布，他们基于LabVIEW创建了一个虚拟仿真实验室，用于信息物理系统中的大规模开放式在线课程(MOOC).那么首先，信息物理系统是什么意思？信息物理系统（CPS，Cyber??-PhysicalSystems）是集计算、网络和物理环境于一体的多维复杂系统。通过3C（Computing、Communication、Control）技术的有机融合和深度协同，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务，有望成为世界信息技术的第三次浪潮在计算机和互联网之后。简单来说，信息物理系统就是虚拟数字世界与物理物理世界的融合，这与工业物联网的本质基本一致，其根本目的是智能制造。那么，智能制造当然会涉及到大规模的机器操作，这对实际条件提出了很高的要求。伯克利大学的虚拟仿真实验室不仅可以让学生在虚拟仿真实验中模拟真实的机器人，使用编程方法进行开发调试、硬件控制等，无需参观物理实验室或任何特定的NI硬件。它在实验室平台的在线学习平台（MOOC）上运行，同时也实现了平台可以自动对学生的操作进行评分。研究人员使用LabVIEW软件开发了两个组件：一个是部署在虚拟或真实硬件上的模块化控制程序，学生可以使用C或LabVIEW状态图模块开发平台无关代码；另一种是开发一个独立的Simpleapplication，提供一个直观易懂的GUI来模拟、测试、提供自动反馈，并通过自动评分机进行评分。加州大学伯克利分校CPS虚拟实验MOOC平台操作系统界面。实验室于2014年首次推出MOOC课程并进行试点。在注册课程的8500名学生中，约有500名学生使用了虚拟仿真实验室软件。最终，342名学生通过了虚拟仿真实验室的学习，获得了结业证书。在随后的学生调查中，94%的学生认为虚拟仿真实验室的操作训练非常实用，86%的学生认为自动评分项目非常有用。此外，90%以上使用过虚拟仿真实验室应用的同学反映，他们在虚拟实验室平台上开发的解决方案只需很少或无需修改代码即可在真机上使用，这也充分说明了虚拟仿真实验室为替代现场实验室提供了一个很好的选择。除上述学校外，美国顶尖商学院哈佛医学院和巴布森学院也在积极探索和应用虚拟仿真实验室，进一步提高教学效率，提高教学效果。在我国，虚拟仿真实验室已逐步从航空航天、医学实验研究走向普通高校教育。此前，中央提出了教学信息化方向，教育部也对虚拟仿真实验室建设提出了具体要求，对虚拟仿真实验室的特点、环节、适用学科等进行了深入细致的研究。模拟实验室。从教育拥抱科技的趋势和国内外的发展现状可以看出，虚拟仿真实验室将成为未来教学的重要组成部分。只有用更新的教育方法和教育理念，才能培养出更适应当下的学生。时代培养人才。参考链接：https://broad.msu.edu/news/virtual-labs-open-up-possibilities/https://tech.msu.edu/teaching/real/https://www.gsb.stanford.edu/faculty-research/labs/railhttps://ptolemy.berkeley.edu/books/leeseshia/lab/releases/1.70/EmbeddedLab_v1.70_RemoteDocs.pdf
